Токарные одношпиндельные полуавтоматы подразделяются на центровые и патронные, в зависимости от способа крепления обрабатываемой заготовки. Для обработки длинных заготовок, например, длинных ступенчатых валиков, применяют центровые полуавтоматы, на которых обрабатываемая заготовка крепится в центрах передней и задней бабок. Короткие заготовки большого диаметра обрабатываются на патронных полуавтоматах с закреплением заготовки в патроне. Такое подразделение является условным, иногда на центровых полуавтоматах может быть установлен патрон, а на патронных - задняя бабка с центром. Наиболее распространена горизонтальная компоновка одношпиндельных токарных полуавтоматов.
Заготовки деталей сложной конфигурации могут обрабатываться несколькими резцами одновременно (рис. 1) или одним резцом, перемещающимся по копиру (рис. 2). По этому признаку различают одношпиндельные полуавтоматы многорезцовые и копировальные.
Рис. 1. Многорезцовая обработка на одношпиндельном полуавтомате.
Для обработки заготовок деталей, имеющих центральное отверстие, применяют токарно револьверные полуавтоматы, имеющие продольный суппорт с многогранной револьверной головкой. Цикл работы полуавтомата может быть автоматизирован на механической или на гидроэлектрической базе.
Рис. 2. Копировальная обработка на токарном полуавтомате.
Конструкции современных полуавтоматов предусматривают возможность оснащения их устройствами для автоматической загрузки заготовок и выгрузки деталей, что превращает полуавтомат в станок с полностью автоматизированным циклом, т. е. в автомат.
Основные размеры одношпиндельного токарного полуавтомата - наибольший диаметр обработки над суппортом и наибольшая длина обрабатываемой заготовки.
На рис. 3, показан одношпиндельный токарный полуавтомат 1730 с механической базой автоматизации. Станок предназначен для обработки заготовок в центрах инструментами из быстрорежущей стали или твердосплавными. Общая компоновка полуавтомата сходна с компоновкой обычного токарного станка. На основании 1 установлена станина 2, на которой располагаются передняя бабка 5 и задняя бабка 3. По направляющим станины перемещается продольный суппорт 4. Сзади расположен поперечный суппорт для отрезки, прорезания канавок и подобных работ. Кинематическая схема полуавтомата представлена на рис. 4.
Рис. 3. Одношпиндельный токарный полуавтоматический станок 1730.
Шпиндель приводится от электродвигателя (N = 10 кВт, n = 1455 об/мин) через клиновые ремни и зубчатую передачу (α/б)*(18/80). Сменные шестерни α и б служат для настройки скорости главного движения.
Рис. 4. Кинематическая схема одношпиндельного токарного полуавтомата 1730.
Рабочая подача продольного суппорта (S1) осуществляется по схеме: шпиндель - зубчатая передача 76/76 * 22/68 * 68/73 * в/г - зубчатая пара 28/20 (при включенной кулачковой муфте 1) - муфта обгона 2 - зубчатая пара 20/78 - ходовой винт (t = 12 мм). Сменными шестернями в и г настраивают величину подачи.
Поперечный суппорт получает движение только при перемещении продольного суппорта. Закрепленная на продольном суппорте рейка (m = 4) поворачивает шестерню z = 15 и далее движение передается через зубчатую передачу 25/25 * 28/22 * д/е цилиндрическому кулачку 3, в пазу которого скользит ролик 4, закрепленный на поперечном суппорте. Сменные шестерни д и е предназначены для настройки рабочей поперечной подачи (S2).
Для быстрого перемещения обоих суппортов одношпиндельный токарный полуавтомат 1730, имеет отдельный электродвигатель (N = 1 кВт, n = 1450 об/мин). Муфта обгона 2 позволяет передавать быстрое вращение по цепи 34/64 - муфта обгона - 20/78 без выключения муфты 1.
Муфта 5 предохраняет механизмы от перегрузок. С помощью маховичков 6, 7 и 8 производятся перемещения суппортов при наладке вручную.
Автоматический цикл работы станка состоит из быстрого подвода, рабочей подачи, быстрого отвода суппортов в исходное положение и остановки шпинделя, Затем рабочий снимает готовую деталь, устанавливает новую заготовку и пускает станок.
Управление автоматическим циклом производится с помощью специального механизма электроавтоматики 6 (см. рис. 3), удобно расположенного спереди станка.
Установка длин рабочих и холостых ходов обоих суппортов сводится к установке упоров на рейке механизма электроавтоматики. В СССР был налажен выпуск двух моделей одношпиндельных многорезцовых автоматов с механической базой автоматизации, их основные технические параметры приведены ниже.
Одношпиндельный многорезцовый автомат 1A720
- Максимальный диаметр обрабатываемой поверхности над суппортом 200 мм;
- Длина обрабатываемой заготовки 320 мм;
- Диапазон скоростей станка 146-1400 об/мин;
- Мощность приводного электродвигателя 7 кВт;
- Масса 20 кН.
Одношпиндельный многорезцовый автомат 1A730
- Максимальный диаметр обрабатываемой поверхности над суппортом 320 мм;
- Длина обрабатываемой заготовки 800 мм;
- Диапазон скоростей станка 56-710 об/мин;
- Мощность приводного электродвигателя 14 кВт;
- Масса 34 кН.
Широкое распространение получили одношпиндельные токарные полуавтоматы с гидравлической базой автоматизации. Использование гидравлики в приводе подач облегчает автоматизацию цикла и упрощает наладку, снижая тем самым вспомогательное время наладки токарного станка. Отечественное станкостроение выпускает гидрофицированные токарные полуавтоматы, работающие по многорезцовому принципу и по принципу копирования.
На рис. 5 показан общий вид гидрофицированного многорезцового центрового полуавтомата. На тумбах 1 и 3 установлена станина 7, на которой располагаются основные узлы станка. На левой части станины смонтирована шпиндельная бабка 8 с коробкой скоростей, сообщающей шпинделю 14 ступеней скорости. Переключение скоростей у одношпиндельного автомата производится с помощью двух двухвенцовых блоков и сменных шестерен.
На правой части станины на отдельных направляющих установлена задняя бабка 5 с вращающимся центром. Пиноль задней бабки перемещается посредством гидроцилиндра. Для управления перемещениями пиноли служит рычаг с рукояткой 4.
По наклонным направляющим станины (угол наклона 15° к вертикали) перемещаются с помощью гидроцилиндров, расположенных в левой части станины, верхний 6 и нижний 2 суппорты. Каждый суппорт имеет продольное рабочее (S1) и быстрое холостое перемещение, поперечное перемещение (S2), коcое и прямое врезание. В конце рабочего хода может быть произведен быстрый отвод резцов от детали, называемый «отскок».
Рис. 5. Гидрофицированный многорезцовый центровой одношпиндельный полуавтомат.
